Hoja de Datos del LED SMD 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C - 2.25x1.85x1.45mm - 3.2V - 95mW - Blanco Puro - Documento Técnico en Español

1. Descripción General del Producto

El 48-213/T2D-AQ2R2QY/3C es un LED de montaje superficial (SMD) en un formato compacto de encapsulado 1206. Este LED monocromático de color blanco puro está diseñado para aplicaciones electrónicas modernas que requieren una alta densidad de componentes y un rendimiento fiable. Sus principales ventajas incluyen una huella significativamente reducida en comparación con los LED con patillas, lo que permite diseños de placa de circuito impreso (PCB) más pequeños y una mayor densidad de empaquetado. El componente es ligero, lo que lo hace adecuado para aplicaciones miniaturizadas y portátiles. Cumple con las normas RoHS, REACH de la UE y sin halógenos (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm), garantizando el cumplimiento medioambiental y de seguridad para los mercados globales.

1.1 Características Principales y Aplicaciones

El LED se suministra en cinta de 8mm montada en un carrete de 7 pulgadas de diámetro, lo que lo hace totalmente compatible con equipos automáticos de colocación de alta velocidad. Está diseñado para soportar los procesos estándar de soldadura por reflujo infrarrojo (IR) y por fase de vapor, comunes en la fabricación en volumen.

Aplicaciones Típicas:

• Equipos de Telecomunicaciones:Indicadores de estado e iluminación trasera para teclas o pantallas en teléfonos y máquinas de fax.
• Electrónica de Consumo:Iluminación trasera plana para pantallas de cristal líquido (LCD), retroiluminación para interruptores y símbolos en paneles de control.
• Indicación de Propósito General:Cualquier aplicación que requiera una luz indicadora blanca, compacta, fiable y brillante.

2. Especificaciones Técnicas e Interpretación en Profundidad

Esta sección proporciona un análisis detallado de las especificaciones máximas absolutas y las características electro-ópticas definidas en la hoja de datos. Comprender estos parámetros es crítico para un diseño de circuito fiable y para garantizar la longevidad del LED.

2.1 Especificaciones Máximas Absolutas

Estas especificaciones definen los límites más allá de los cuales puede producirse un daño permanente en el dispositivo. No se garantiza el funcionamiento en o por encima de estos límites.

• Tensión Inversa (V_R):5V. Superar esta tensión en polarización inversa puede causar una ruptura inmediata de la unión.
• Corriente Directa Continua (I_F):25mA. Es la corriente continua que puede pasar de forma continua a través del LED.
• Corriente Directa de Pico (I_FP):100mA. Esta es la corriente pulsada máxima, permitida solo bajo condiciones específicas (ciclo de trabajo de 1/10 a 1kHz). Es útil para pulsos breves de alta luminosidad, pero no debe usarse para funcionamiento continuo.
• Disipación de Potencia (P_d):95mW. Esta es la cantidad máxima de potencia que el encapsulado puede disipar en forma de calor, calculada como V_F* I_F. Superar este límite conlleva el riesgo de sobrecalentamiento y degradación acelerada.
• Temperatura de Funcionamiento y Almacenamiento:-40°C a +85°C (funcionamiento), -40°C a +90°C (almacenamiento). Estos amplios rangos hacen que el LED sea adecuado para entornos industriales y automotrices.
• Descarga Electroestática (ESD):150V (Modelo de Cuerpo Humano). Esta es una tolerancia ESD relativamente baja, lo que indica que el dispositivo es sensible a la electricidad estática. Son obligatorios los procedimientos de manipulación ESD adecuados.
• Temperatura de Soldadura:El LED puede soportar soldadura por reflujo con una temperatura máxima de 260°C durante hasta 10 segundos, o soldadura manual a 350°C durante hasta 3 segundos por terminal.

2.2 Características Electro-Ópticas (Ta=25°C)

Estos son los parámetros de rendimiento típicos bajo condiciones de prueba estándar. Los diseñadores deben utilizar los valores típicos (Typ.) o máximos/mínimos como base para sus diseños.

• Intensidad Luminosa (I_v):90 a 180 milicandelas (mcd) con una corriente directa (I_F) de 5mA. El amplio rango se gestiona mediante un sistema de clasificación (detallado en la Sección 3). El ángulo de visión (2θ_1/2) es típicamente de 130 grados, proporcionando un patrón de luz amplio y difuso.
• Tensión Directa (V_F):2.7V a 3.2V con I_F=5mA. Este parámetro tiene una tolerancia de ±0.05V. La tensión directa es crucial para calcular el valor de la resistencia limitadora de corriente: R = (V_{alimentación}- V_F) / I_F.
• Corriente Inversa (I_R):Máximo 50µA con V_R=5V. La hoja de datos señala explícitamente que la condición de tensión inversa es solo para fines de prueba, y el LED no debe operarse en polarización inversa en un circuito real.

3. Explicación del Sistema de Clasificación (Binning)

Para garantizar la consistencia en la producción en masa, los LED se clasifican en "lotes" (bins) según parámetros clave de rendimiento. Esto permite a los diseñadores seleccionar componentes que cumplan requisitos específicos de brillo y tensión para su aplicación.

3.1 Clasificación por Intensidad Luminosa

La intensidad luminosa se clasifica en tres lotes principales con I_F=5mA:

• Lote Q2:90 mcd (Mín) a 112 mcd (Máx)
• Lote R1:112 mcd (Mín) a 140 mcd (Máx)
• Lote R2:140 mcd (Mín) a 180 mcd (Máx)

El código de producto "AQ2R2QY" indica que esta pieza específica pertenece a los lotes de intensidad Q2 y R2. Se aplica una tolerancia de ±11% dentro de cada lote.

3.2 Clasificación por Tensión Directa

La tensión directa se agrupa y clasifica para ayudar en el diseño de la fuente de alimentación y la regulación de corriente. Los lotes (Grupo Q) se definen en pasos de 0.1V:

• Lote 29:2.7V a 2.8V
• Lote 30:2.8V a 2.9V
• Lote 31:2.9V a 3.0V
• Lote 32:3.0V a 3.1V
• Lote 33:3.1V a 3.2V

La tolerancia para la tensión directa dentro de un lote es de ±0.05V.

3.3 Clasificación por Coordenadas de Cromaticidad

Para los LED blancos, la consistencia del color es crítica. Las coordenadas de cromaticidad (CIE x, y) definen el punto de color preciso en el diagrama CIE 1931. La hoja de datos define seis lotes (A1 a A6), cada uno representando un área cuadrilátera pequeña en la carta de colores. Se garantiza que el color del producto caiga dentro del polígono especificado con una tolerancia de ±0.01 en ambas coordenadas x e y. Este control estricto asegura una variación de color visible mínima entre diferentes LED en una matriz o retroiluminación.

4. Análisis de Curvas de Rendimiento

La hoja de datos proporciona varias curvas características que ilustran el comportamiento del LED bajo condiciones variables. Estas son esenciales para consideraciones de diseño avanzado.

4.1 Corriente Directa vs. Tensión Directa (Curva I-V)

Esta curva muestra la relación no lineal entre corriente y tensión. La tensión directa aumenta logarítmicamente con la corriente. Para una operación estable, es obligatorio un driver de corriente constante o una resistencia limitadora, ya que un pequeño aumento en la tensión más allá de la V_Fnominal puede causar un gran aumento, potencialmente destructivo, en la corriente.

4.2 Intensidad Luminosa vs. Corriente Directa

La salida de luz es aproximadamente proporcional a la corriente directa. Sin embargo, la eficiencia (lúmenes por vatio) puede disminuir a corrientes muy altas debido al aumento de la generación de calor dentro del chip. Operar cerca de la corriente continua máxima (25mA) puede reducir la fiabilidad a largo plazo.

4.3 Intensidad Luminosa vs. Temperatura Ambiente

La salida de luz de un LED disminuye a medida que aumenta la temperatura de la unión. Esta curva cuantifica esa reducción. Para aplicaciones que operan en altas temperaturas ambiente, puede ser necesario reducir la corriente de accionamiento para mantener el brillo o evitar el sobrecalentamiento.

4.4 Curva de Reducción de Corriente Directa

Esta es una curva crítica para la gestión térmica. Define la corriente directa continua máxima permitida en función de la temperatura ambiente. A medida que aumenta la temperatura, la corriente segura máxima disminuye para mantener la temperatura de la unión dentro de límites seguros y prevenir la fuga térmica.

4.5 Distribución Espectral

La curva del espectro muestra la potencia relativa emitida a través de diferentes longitudes de onda. Un LED blanco puro típicamente utiliza un chip azul de InGaN combinado con un fósforo amarillo. El espectro mostrará un pico en la región azul (alrededor de 450nm) y una emisión amplia en la región amarilla/verde del fósforo, combinándose para producir luz blanca.

5. Información Mecánica y del Encapsulado

5.1 Dimensiones del Encapsulado

El LED se ajusta al tamaño de encapsulado estándar 1206 (pulgadas) o 3216 (métrico). Las dimensiones clave (en mm) son:

• Longitud Total: 2.25 ±0.20
• Ancho Total: 1.85 ±0.20
• Altura Total: 1.45 ±0.10
• Dimensiones del Terminal: 0.72 ±0.10 (altura), 1.20 x 0.60 (huella)

Las tolerancias son de ±0.1mm a menos que se especifique lo contrario. Se indica claramente una marca de cátodo en el encapsulado para la correcta orientación de polaridad durante el montaje.

5.2 Diseño Recomendado de Pads

La hoja de datos incluye un patrón de soldadura sugerido (diseño de pads) para el diseño del PCB. El tamaño de pad recomendado es de 1.40mm x 1.10mm. Se enfatiza que esto es solo para referencia, y las dimensiones de los pads deben optimizarse en función de la pasta de soldadura, plantilla y proceso de montaje específicos utilizados por el fabricante.

6. Directrices de Soldadura y Montaje

La manipulación y soldadura adecuadas son vitales para el rendimiento y la fiabilidad.

6.1 Requisito de Limitación de Corriente

Obligatorio:Siempre debe usarse una resistencia limitadora de corriente externa en serie con el LED. El LED es un dispositivo accionado por corriente, y su tensión directa tiene un coeficiente de temperatura negativo. Sin una resistencia, incluso un pequeño aumento en la tensión de alimentación o una caída en la V_Fdebido al calentamiento puede causar un aumento incontrolado de la corriente, llevando a un fallo inmediato.

6.2 Sensibilidad a la Humedad y Almacenamiento

Los componentes se envasan en una bolsa resistente a la humedad con desecante.

• Antes de Abrir:Almacenar a ≤30°C y ≤90% de Humedad Relativa (HR).
• Después de Abrir:La "vida útil en planta" es de 1 año a ≤30°C y ≤60% HR. Las piezas no utilizadas deben volver a sellarse en una bolsa a prueba de humedad.
• Secado (Baking):Si el indicador del desecante cambia de color o se excede el tiempo de almacenamiento, los LED deben secarse a 60 ±5°C durante 24 horas antes de la soldadura por reflujo para eliminar la humedad absorbida y prevenir daños por "efecto palomita" durante el reflujo.

6.3 Perfil de Soldadura por Reflujo

Se especifica un perfil de reflujo sin plomo:

• Precalentamiento:150-200°C durante 60-120 segundos.
• Tiempo por Encima del Líquidus (TAL):60-150 segundos por encima de 217°C.
• Temperatura Máxima:260°C máximo, mantenida no más de 10 segundos.
• Velocidades de Rampa:Máximo 6°C/seg calentamiento, 3°C/seg enfriamiento.

Notas Críticas:

• La soldadura por reflujo no debe realizarse más de dos veces.
• Evitar el estrés mecánico en el cuerpo del LED durante el calentamiento y enfriamiento.
• No deformar el PCB después de soldar, ya que esto puede agrietar el LED o sus uniones de soldadura.

6.4 Soldadura Manual

Si es necesaria la soldadura manual, utilice un soldador con una temperatura de punta inferior a 350°C. El tiempo de contacto por terminal debe ser inferior a 3 segundos. Use un soldador con una potencia nominal de 25W o menos. Permita un intervalo mínimo de 2 segundos entre soldar cada terminal para evitar una acumulación excesiva de calor.

7. Información de Empaquetado y Pedido

7.1 Especificaciones de Carrete y Cinta

Los LED se suministran en cinta portadora con relieve en carretes de 7 pulgadas.

• Ancho de la Cinta Portadora: 8mm.
• Paso de los Alvéolos: 4mm.
• Cantidad por Carrete:3000 piezas.
• Dimensiones del Carrete:Diámetro estándar de 7 pulgadas con dimensiones específicas de núcleo y brida según EIA-481.

7.2 Explicación de la Etiqueta

La etiqueta del carrete contiene información crítica para la trazabilidad y verificación:

• P/N:Número de producto completo (48-213/T2D-AQ2R2QY/3C).
• CAT:Rango de Intensidad Luminosa (ej., Q2, R2).
• HUE:Coordenadas de Cromaticidad y Rango de Longitud de Onda Dominante.
• REF:Rango de Tensión Directa (ej., de los lotes del Grupo Q).
• LOT No:Número de lote de fabricación para trazabilidad.

8. Consideraciones de Diseño para la Aplicación

8.1 Diseño del Circuito

Siempre calcule la resistencia en serie utilizando la tensión directa máxima de la hoja de datos (3.2V) para garantizar una limitación de corriente suficiente en todas las condiciones. Para una alimentación de 5V y una corriente objetivo de 5mA: R = (5V - 3.2V) / 0.005A = 360Ω. Se elegiría el valor estándar más cercano (360Ω o 390Ω). La potencia nominal de la resistencia debe ser I²R = (0.005)²* 360 = 0.009W, por lo que una resistencia estándar de 1/10W o 1/8W es más que suficiente.

8.2 Gestión Térmica

Aunque el encapsulado 1206 no tiene un pad térmico dedicado, el calor se disipa a través de los dos terminales de soldadura. Asegúrese de que el PCB tenga un área de cobre adecuada conectada a los pads del LED, especialmente si opera cerca de la corriente máxima o en altas temperaturas ambiente. Evite colocar el LED cerca de otros componentes generadores de calor.

8.3 Diseño Óptico

El amplio ángulo de visión de 130 grados hace que este LED sea adecuado para aplicaciones que requieren una iluminación amplia y difusa en lugar de un haz enfocado. Para aplicaciones de indicación, considere la intensidad luminosa requerida en el ángulo de visión; el brillo disminuye hacia los bordes del cono de visión.

9. Comparación y Diferenciación Técnica

El LED 48-213, en su encapsulado 1206, ofrece un equilibrio entre tamaño, brillo y facilidad de montaje.

• vs. Encapsulados Más Grandes (ej., 3528, 5050):El 1206 es significativamente más pequeño, ahorrando espacio en la placa, pero típicamente ofrece una salida de luz total menor debido al tamaño más pequeño de su chip.
• vs. Encapsulados Más Pequeños (ej., 0402, 0603):El 1206 es más fácil de manipular y soldar manualmente si es necesario, y a menudo puede manejar corrientes ligeramente más altas, lo que resulta en un mayor brillo.
• vs. LED sin Clasificar:La estructura de clasificación definida para intensidad, tensión y color proporciona un rendimiento predecible, lo cual es esencial para aplicaciones que requieren una apariencia uniforme en matrices de múltiples LED o un brillo consistente entre lotes de producción.

10. Preguntas Frecuentes (FAQs)

10.1 ¿Puedo accionar este LED sin una resistencia limitadora de corriente?

No.La hoja de datos advierte explícitamente en contra de esto. El LED debe ser accionado por una fuente de corriente constante o, más comúnmente, por una fuente de tensión en serie con una resistencia limitadora de corriente. La conexión directa a una fuente de tensión resultará en un fallo.

10.2 ¿Por qué el rango de intensidad luminosa es tan amplio (90-180 mcd)?

Este es el rango total posible en la producción. Las unidades individuales se clasifican en lotes más estrechos (Q2, R1, R2). Al realizar un pedido, se especifica el código de lote (ej., AQ2R2QY) para obtener LED de lotes específicos de intensidad y color, asegurando la consistencia en su producto.

10.3 ¿Cuántas veces puedo soldar por reflujo este LED?

La hoja de datos establece que la soldadura por reflujo no debe realizarse más dedos veces. Un tercer ciclo de reflujo conlleva el riesgo de dañar los alambres de unión internos o el chip del LED debido al estrés térmico acumulativo.

10.4 ¿Qué significa "sin plomo" en el contexto de la soldadura?

Significa que los terminales externos del LED están acabados con un revestimiento sin plomo (típicamente estaño). El perfil de reflujo especificado (máximo 260°C) está diseñado para pastas de soldadura sin plomo (ej., SAC305), que tienen un punto de fusión más alto que la soldadura tradicional de estaño-plomo.

11. Ejemplos Prácticos de Diseño y Uso

11.1 Ejemplo 1: Indicador de Estado Simple

Escenario:Un indicador de encendido para una placa lógica de 3.3V.
Diseño:Utilice una corriente de accionamiento de 5mA para una buena visibilidad con bajo consumo. R = (3.3V - 3.2V) / 0.005A = 20Ω. Dado que 3.2V es la V_Fmáx, la corriente real puede ser ligeramente mayor si la V_Fdel LED es menor. Una resistencia de 33Ω o 47Ω proporcionaría una corriente más conservadora y estable. Conecte el LED con el cátodo (lado marcado) a tierra.

11.2 Ejemplo 2: Matriz de Retroiluminación para una LCD Pequeña

Escenario:Retroiluminación uniforme que requiere 10 LED.
Diseño:Para garantizar un brillo uniforme, todos los LED deben ser del mismo lote de intensidad luminosa (ej., R2). Deben conectarse en paralelo, cada uno con su propia resistencia limitadora de corriente dedicada. No se recomienda conectar múltiples LED en paralelo a una sola resistencia debido a las variaciones en V_F, lo que puede causar un reparto desigual de corriente y brillo.

12. Principio de Funcionamiento

Este es un dispositivo fotónico semiconductor. Se basa en un chip de Nitruro de Galio e Indio (InGaN). Cuando se aplica una tensión directa que excede el potencial de unión del diodo (V_F), los electrones y los huecos se recombinan dentro de la región activa del semiconductor, liberando energía en forma de fotones (luz). En un LED "blanco puro", el chip primario emite luz azul. Esta luz azul excita una capa de fósforo amarillo que recubre el chip. La combinación de la luz azul del chip y la luz amarilla del fósforo es percibida por el ojo humano como luz blanca. Este método se conoce como generación de luz blanca por conversión de fósforo.

13. Tendencias Tecnológicas

Los LED SMD en encapsulados como el 1206 representan una tecnología madura y ampliamente adoptada. La tendencia general de la industria es hacia:

• Mayor Eficiencia:Mayor eficacia luminosa (más lúmenes por vatio) mediante mejoras en el diseño del chip y la tecnología de fósforos.
• Miniaturización:Reducción continua del tamaño del encapsulado (ej., 0402, 0201) para dispositivos ultracompactos, aunque esto a menudo sacrifica la capacidad máxima de manejo de potencia.
• Mejor Calidad de Color:Desarrollo de fósforos para lograr valores más altos de Índice de Reproducción Cromática (IRC) y puntos de color más consistentes entre lotes de producción.
• Soluciones Integradas:Crecimiento de LED con regulación de corriente incorporada (drivers LED de corriente constante) o características de protección (ESD, polaridad inversa) dentro del encapsulado, simplificando el diseño del circuito.

El LED 48-213, con sus especificaciones bien definidas, rendimiento fiable y encapsulado estándar, sigue siendo un componente fundamental y versátil en el panorama de la optoelectrónica, adecuado para una amplia gama de aplicaciones de indicación y retroiluminación.